AISI 316L tipi paslanmaz çeliklerin frezelemesinde MQL şartlarının takım ömrüne etkisi

Yıl 2019, , 1665 - 1678, 25.06.2019

Lütfi Taner Tunç

https://doi.org/10.17341/gazimmfd.571466

Öz

.Nükleer,
havacılık ve enerji sektörlerindeki büyük ölçekteki parçaların üretiminde ve
bakımında kullanılan talaşlı imalat süreçlerinin toplam maliyetini düşürmek
amacıyla robotik frezeleme, taşınabilir imalat yaklaşımı açısından, önemli
fırsatlar sunmaktadır. Ancak robotik frezeleme sistemleri etrafında su geçirmez
kabin bulunmaması, CNC işleme merkezlerinde kullanılan yüksek akışlı soğutma
tekniklerinin kullanımına izin vermemektedir. Böyle durumlarda, özellikle
metalik malzemelerin frezelemesinde en az miktarda yağlama (MQL) tekniği öne
çıkmaktadır. Ancak, MQL sistemlerinde kullanılan, hava basıncı, yağ akış oranı,
yağ tipi ve yağlama sıklığı gibi parametrelerin frezelemede takım ömrüne etkisi
konusunda çok fazla çalışma yapılmamıştır ve bu konuda araştırılması gereken
yönler vardır. Bu makalede, AISI 316L gibi nükleer imalat sektöründe çokça
kullanılan paslanmaz çeliklerin frezelemesinde MQL teknolojisinin takım ömrüne
etkilerinin anlaşılması için deneysel sonuçlar sunulmuş ve tartışılmıştır.
Kesme testleri, robotik frezeleme hücresinde yapılmış ve takım ömrü de optik
mikroskopi yöntemleriyle takım üzerindeki aşınma alanı ölçülerek değerlendirilmiştir.
Elde edilen sonuçlara göre MQL şartlarının takım aşınmasına ve yüzey
bütünlüğüne önemli etkisi olduğu belirlenmiştir. Bununla birlikte, MQL
yağlarının tipi de takım aşınması ve ömrünü önemli derecede etkilemektedir.
AISI 316L tipi çeliğin MQL ile frezelemesinde en uzun takım ömrü, doğada
çözünebilen bitkisel tabanlı yağ ile elde edilmiştir. Bazı MQL yağlarının, kuru
kesmeye çok yakın takım ömrü sağladığı da gözlemlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

MQL, frezeleme, takım ömrü

Kaynakça

• 1. Weinert K., Inasaki I., Sutherland J.W., Wakabayashi T., Dry machining and minimum quantity lubrication. CIRP Annals-Manufacturing Technology, 53 (2), 511-537, 2004.
• 2. Shokrani A., Dhokia V., Newman S.T., Environmentally conscious machining of difficult-to-machine materials with regard to cutting fluids. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 57, 83-101, 2012.
• 3. Rahman M., Kumar A. S., Evaluation of minimal lubricant in end milling. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 18 (4), 235-241, 2001.
• 4. De Lacalle L.L., Angulo C., Lamikiz A., Sanchez J.A., Experimental and numerical investigation of the effect of spray cutting fluids in high speed milling. Journal of Materials Processing Technology, 172 (1), 11-15, 2006.
• 5. Liao Y.S., Lin H. M., Mechanism of minimum quantity lubrication in high-speed milling of hardened steel. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 47 (11), 1660-1666, 2007.
• 6. Dhar N.R., Islam S., Kamruzzaman, M., Effect of minimum quantity lubrication (MQL) on tool wear, surface roughness and dimensional deviation in turning AISI-4340 steel. Gazi University Journal of Science, 20 (2), 23-32, 2007.
• 7. Okada M., Hosokawa A., Asakawa N., Ueda, T., End milling of stainless steel and titanium alloy in an oil mist environment. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 74 (9-12), 1255-1266, 2014.
• 8. Abou-El-Hossein, K.A., Cutting fluid efficiency in end milling of AISI 304 stainless steel. Industrial Lubrication and Tribology, 60 (3), 115-120, 2008.
• 9. Thepsonthi T., Hamdi, M., Mitsui K., Investigation into minimal-cutting-fluid application in high-speed milling of hardened steel using carbide mills. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 49 (2), 156-162, 2009.
• 10. Zhong W., Zhao D., Wang X., A comparative study on dry milling and little quantity lubricant milling based on vibration signals. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 50 (12), 1057-1064, 2010
• 11. Lawal S.A., Choudhury I.A., Nukman Y., Application of vegetable oil-based metalworking fluids in machining ferrous metals—a review. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 52 (1), 1-12, 2012.
• 12. Suda S., Yokota H., Inasaki I., Wakabayashi T., A synthetic ester as an optimal cutting fluid for minimal quantity lubrication machining.CIRP Annals-Manufacturing Technology, 51 (1), 95-98, 2002.
• 13. Yıldırım Ç.V., Kivak T., Erzincanli F., Uygur I., Sarikaya M., Optimization of MQL Parameters Using the Taguchi Method in Milling of Nickel Based Waspaloy, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 30 (2), 173-186, 2017.
• 14. Mia M., Al Bashir M., Khan M.A., Dhar N.R., Optimization of MQL flow rate for minimum cutting force and surface roughness in end milling of hardened steel (HRC 40). The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 89 (1-4), 675-690, 2017.
• 15. Uysal, A., Investigation of flank wear in MQL milling of ferritic stainless steel by using nano graphene reinforced vegetable cutting fluid. Industrial Lubrication and Tribology, 68 (4), 446-451, 2016.
• 16. Al Bashir M., Mia M., Dhar N.R., Investigations on surface milling of hardened AISI 4140 steel with pulse jet MQL applicator. Journal of the Institution of Engineers (India): Series C, 1-14, 2018.
• 17. Su Y., Gong L., Li B., Liu Z., Chen D. Performance evaluation of nanofluid MQL with vegetable-based oil and ester oil as base fluids in turning. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 83 (9-12), 2083-2089, 2016.
• 18. Songmei Y., Xuebo H., Guangyuan Z., Amin M., A novel approach of applying copper nanoparticles in minimum quantity lubrication for milling of Ti-6Al-4V. Advances in Production Engineering & Management, 12 (2), 139, 2017.